自动控制系统网络信息化集成实践

刘鹏宇

（河钢集团承德分公司，河北 承德 067000）

随着科技的进步和各行业的生产需求，自动控制系统的应用领域越来越多，技术也越来越先进。自动控制系统与网络信息化集成的实现，推动很多工程的施工朝着大型、集约和智能化的方向发展。利用自动控制系统网络信息化能够很好的做到对生产装置和设备的监控，对这些设备进行统一的管理和操控，能够做到对远程施工控制和更细致的管理，在简化工作程序的同时，提高各类工程管理和实施的效率。

1 自动控制系统集成

1.1 自动控制系统集成简介

自动控制系统集成(Integrated Automation System)可以通俗的理解为生产制作与经营服务行业中使用计算机技术的综合性的自动化系统。即以计算机网络、数据库为媒介，把企业的经营过程包括测量、控制、管理等各个流程单元自动化系统与其他的工作方式、企业经营管理策略结合起来而形成的一个综合系统。自动化集成的基础理论是系统的开放性，利用计算机技术将企业生产过程、生产的各个分区和不同功能的车间、以及各类对产品产量的规划、开发新产品技术等企业经营中的各个过程连贯起来，统一管理。用现代兴起的最新的自动控制网络技术进行信息的分析和处理，以及对企业决策依据自动化提供的数据做出一定的调整。

1.2 信息化集成系统面临的问题

信息化系统集成需要解决上述提到的多个方面的问题，总结起来可以有以下几部分的内容。

首先，信息化集成系统需要解决平台跨越的问题。就目前而言，绝大多数的信息都来自于在多种多样的使用平台上的不同的应用程序和系统软件，比如台式机、笔记本电脑、各种工程类别的机器，这些不同平台的工作原理、特有属性，具有非常大的不同，例如这些软件有可能使用各自特有的CPU系统，对于各自接收和反馈命令的形式不一样，该系统需要做到有效克服不同平台应用之间存在差异的问题。

其次，信息化集成系统面临语言命令存在差异的问题。集成系统是针对现有计算机领域所使用的应用系统，而目前计算机的应用执行的语言和命令可谓是“百花齐放”，互不统一，比如X86，ASM的各个系列等数不胜数。这也是集成系统为更好的运行所需解决的问题之一。

第三，信息化集成系统面对的跨越各个操作系统的问题。现在人们使用的硬件平台良莠不齐，种类繁多，硬件平台的操作系统也呈现出各具特色的状态，例如较为复杂的Microsoft类型、开源的Linux家族，或是处理简单问题的小型操作系统。面对这些复杂的操作系统，信息化集成系统还有待解决这些问题。

最后，信息化集成系统还被困于跨协议的问题中。众所周知，信息化、集成的目的是包罗众多网络结构的异构网络。例如包括了工业使用的以太网络、光纤网络等。信息集成只有将这些不同协议的网络之间互不相通的问题解决后，才能更好的发挥其作用。

从信息化集成应用方面来看，信息系统集成要达到的最终目标是对决策支持给予一定的帮助，也是信息系统集成存在的重要原因。故而，信息化、系统集成可以以辅助决策为目标，开展系列的相关工作，有效的收集相关数据，将这两个方面融合在一起，更好的为决策服务。

2 自动控制系统集成的组成

网络是20世纪对人类影响最伟大的发明之一，时至今日网络已经与人们的生活融为一体，生活上已经离不开网络。对于各类企业来说，在网络时代对科技信息的应用和把控、对各类信息的辨别和处理，关系着企业发展的前景和未来。只有企业意识到在信息时代不断发展的洪流中掌握或者应用一些新兴的科学技术，才能让企业在竞争中处于有利的地位，而自动化信息集成则是企业在发展中必须应用到的技术之一。信息集成自动化需要用到网络互联、数据传递和相应的应用程序辅助，一般来说根据其功能可以分为3个不同的层次。

2.1 第一层：现场实时测控技术

测控技术是底层信息收集的直接手段，是集成自动化的基础。利用检测和传感系统之间的感应来实现测控工作，最终使用的决策数据都来自第一层收集到的数据，该层收集信息所使用的技术直接决定着采集信息的质量，直接影响为决策提供参考的有效信息量。现今在很多的企业中应用最多的还是集散控制系统，可以说DCS与可编译控制器依然占据着大部分的工控仪表市场份额，并且在未来一段时间内还将继续存在，但会依照企业需求往综合化、智能化的方向发展。另外，STC总线及其系列模板、ISA总线PC机也是现场勘测工作中采用的仪器中的重要组成部分。

2.2 第二层：过程中信息监控和管理

对于各个实施过程以前采用的方法都是根据参数的计算来做报警工作。随着计算机信息科技的进步，人工智能出现在市场中，现在也应用到信息集成系统中。以人工智能为基础，在各类工程设备工作过程中出现问题或者生产不能正常进行时，即刻施行在线监控策略，分析导致问题出现的原因，实现最快速、最高效的故障诊断服务，提供最合适的处理方案。在决策层中所使用到的现场控制的信息都来源于过程中的信息监控，这些数据影响着企业对经营战略的修改和变动等，对企业经营有决定性作用的过程，所以过程中信息的集成和分析就是很重要的工作。

考虑到过程中信息监控的重要性，部分企业在过程中设立了MIS系统，做到对下层数据或者上层信息实现可用的集成处理。这些措施是保证生产过程安全的重要举措，也是实现自动化系统集成的先决条件之一。

2.3 第三层：辅助管理与决策系统

管理和决策系统作为自动化集成的最上层结构，是自动化信息集成的最终目标。在计算机技术迅速发展的推动作用下，各企业的自动化系统的应用也越来越多。在上层自动化系统出现之后，弥补了基础数据不充分、不完善等缺点，保证数据更加精准、全面。数据连网等技术的不断发展，保证了集成自动化的顺利开展。

3 自动化控制系统网络信息集成的应用

在信息集成自动化技术不断发展的情况下，越来越多的行业使用了自动化控制系统。目前在承钢自动化控制系统的应用也很广泛，其中典型的有制造执行系统简称MES,检验分析数据采集、物流管理系统、质量管理系统等。利用网络，自动将生产、检验、物流和质量的全面数据进行统计分析，为制定对应的完整的从原料到产品的整套生产策略提供支持。

当前信息集成自动化技术在使用过程中也得到了很大的改良和进步，众多学者专家设计了优秀的改进方案。

喻学涛为了提高电子网络通信设备的可靠性，设计了电子网络通信设备自动控制系统，采用PLC作为系统的主控芯片和PLC进行逻辑处理，兼用LahWindows/CV创建I/0端口，尽量降低通信线路上的不良影响。该研究结果显示，采用该自动化系统能够自动控制电子网络通信设备，并且具有很好的稳定性。

黄钰婷对一般采用PLC进行自动控制的汽车生产线做了一些改良，使用能够在复杂环境中克服许多类型干扰的基于ProfiNet网络通信的控制系统。该研究结果表明，使用ProfiNet网络的汽车生产线自动控制系统能够做到控制器与外部设施之间快速数据交换的要求和同步控制内外两个系统。

杨欢阐述了在机场行李系统自动控制中应用到的计算机网络技术，通过该自动监控技术，简化机场行李系统的工作流程，满足乘客需求，而且具有价格低廉，维护和修理方便等优点。保证对行李的现场监控，主要的控制和到达时行李的分离工作有序进行。目前机场中采用较多的是西门子57-4000LC技术，在机场行李的实践经验也显示了PCL在大型机场行李自动化控制系统中占据的不可替代的地位。在机场行李系统中合理配置硬件和软件，二者的有效配合促进机场行李工作的顺利进行。

黄步余等报道了自动化和信息化集成网络在石油化工企业中的应用。石油化工行业规模的不断扩大，生产产品类型不断增加，石油产业对自动化技术也提出了新的要求。自动控制系统已经由单一模式转变为网络化的模式，横向纵向的应用集成让集成网络覆盖到更多的工作中。该系统的应用缩短了石油生命周期成本，信息系统得以扩散，有利于石油化工行业经营管理工作的进行。

4 结语

在不断发展的计算机技术和对企业的要求更加严格的情况下，自动控制系统网络信息集成是各行各业发展的必然需求。信息化系统集成目前还面临跨平台、跨系统等着一些需要解决的问题，自动控制系统集成分为的几个层面也是在应用信息集成技术之前需要掌握的知识点。目前自动控制系统在电子通信技术、管理工作和汽车制造、石油生产等领域均有一定的应用，相信在未来信息集成系统会攻克各项难题，应用上也会涉及到更多的行业。